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数字原型制作如何减少新模型的开发时间和成本

2020-04-05 19:45:31来源:

用于碰撞测试,空气动力学和燃油经济性的计算机模拟使开发新车所需的时间缩短了数年,这为汽车制造商节省了数百万美元。

根据IHS Automotive的研究,与1990年代相比,转向所谓的“数字原型”已将新模型的开发时间(从设计冻结到Job 1)从36个月减少到24个月。IHS高级经理Matteo Fini对《欧洲汽车新闻》说:“显而易见的好处是降低了成本,节省了时间并提高了产品组合的新鲜度。”

捷豹路虎研发部门负责人沃尔夫冈·艾普尔(Wolfgang Epple)将碰撞测试,空气动力学和燃油经济性称为计算机仿真的三个最先进领域。他说,在首次进行测试时,每个新模型所需的碰撞测试原型的数量已从30个减少到50个,从10个减少到15个。

Epple告诉《欧洲汽车新闻》,“碰撞仿真如今最多要进行两天,而这花费了开发周期之外的时间。”每个原型机的成本约为685,000欧元(777,000美元),这种减少节省了很多钱。捷豹路虎高管补充说,它还提高了崩溃性能:“现在,您可以以50英里/小时的速度撞墙,离开汽车而不会受伤。”

捷豹路虎2020年目标

JLR希望进一步推动仿真。一位接近该公司的消息人士称,该公司计划到2020年在工具阶段之前完全在计算机上设计新模型。在某些地区,汽车制造商已经接近这一目标。

捷豹路虎说,捷豹XE中型高档轿车的空气动力学造型已经定型,而无需建造原型在风洞中进行测试。这很有用,因为捷豹路虎没有风洞,这种情况至少一年不会改变。

为了测试XE的空气动力学特性,JLR使用了来自美国Exa Corp.的计算流体动力学(CFD)程序。

汽车制造商希望减少燃油消耗并符合严格的新排放法规,因此他们更加关注空气动力学。Exa首席执行官斯蒂芬·雷蒙迪(Stephen Remondi)表示,但是他们只能在风洞原型上进行实验,因此受到了限制。“那个模型上只有一英寸的黏土。如果您想大大改变挡风玻璃的前角,那就不能了。”他告诉《欧洲汽车新闻》。

Exa还使用其CFD程序Powerflow来解决新模型上的一系列其他问题,从减少车轮产生的污垢到减少风噪声和帮助冷却。雷蒙迪说,热仿真可以帮助减少设计冻结后出现冷却问题的机会。“您停止了这种情况,突然之间,由于融化,您再也无法用塑料制造零件了。现在它必须是钢铁,利润率突然下降了,”他说。

捷豹路虎Epple认为,模拟最大的弱点无法提供有关汽车驾驶方式的准确动态反馈。他说,在磨砺新车型的操控特性时,现实生活中的汽车驾驶员仍然是最好的验证者。

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Jaguar避免了风洞测试,因为进行了计算机模拟以测量汽车上的气流。

总部位于英国的Ansible Motion开发了汽车动力学模拟器,它相信已经通过所谓的“ Stratiform Motion Platform”解决了这个问题,该平台的价格在100万至200万英镑(150万至300万美元)之间。

Ansible技术总监Kia Cammaerts表示,Stratiform Motion Platform面对着一个8米长的环绕式屏幕,可以完成主要的八足六脚架驾驶模拟器无法完成的工作。他说:“它们在机械上无法为驾驶员提供正确的感觉。”“借助我们的系统,您可以在虚拟环境中将车辆动力学开发到足够高的水平,以使其真正有用。”

去年,Ansible将其系统之一交付给了福特。Ansible制造了另外七个系统,其中五个已售予汽车制造商,另外两个已售予与一级方程式赛车合作的客户。该公司拒绝对其他客户发表评论。